Question

【題目】某興趣小組的同學對糖衣片中硫酸亞鐵晶體（FeSO4xH2O）的組成進行了探究。

【查閱資料】

（1）硫酸亞鐵晶體加熱先失去結晶水，高溫繼續(xù)分解產生一種金屬氧化物和兩種非金屬氧化物。

（2）能使高錳酸鉀溶液褪色的氣體有二氧化硫、乙烯（C2H4）等。

【進行實驗】

該興趣小組同學稱取ag硫酸亞鐵晶體（FeSO4xH2O）樣品按圖1裝置高溫加熱，使其完全分解，并對所得產物進行分析，利用SDTQ600熱分析儀對硫酸亞鐵晶體熱分解獲得相關數(shù)據，繪制成圖2所示關系圖。

【數(shù)據分析】（假設反應均完全）

（1）圖1裝置B中無水硫酸銅粉末變藍，質量增加12.6g，說明產物中有（填化學式，下同）______；裝置C中高錳酸鉀溶液褪色，說明產物中還有________。

（2）T4℃時，硫酸亞鐵晶體完全分解后裝置A中固體呈紅色，加入足量稀鹽酸，固體全部溶解，得到黃色溶液，寫出發(fā)生反應的化學方程式_______________。

（3）興趣小組的同學從理論上分析硫酸亞鐵分解還生成另一物質SO3，寫出FeSO4分解的化學方程式__________________。

（4）請根據上述實驗及圖2中有關數(shù)據，計算出FeSO4xH2O中的x為________，綠礬樣品的質量a為_________。

【交流討論】

（1）實驗中選擇通入氮氣是利用氮氣的化學性質__________（填“活潑”或“不活潑”）。

（2）反應完全后仍要持續(xù)通入氮氣，否則測出的x值會__________（填“偏大”、“偏小”或“不變”）。

Answer 1

【答案】 H2O SO2 Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O 2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑ 7 27.8 不活潑 偏小

【解析】(1). 無水硫酸銅粉末能和水反應生成藍色硫酸銅晶體，圖1裝置B中無水硫酸銅粉末變藍，質量增加12.6g，說明產物中有H2O (2). 能使高錳酸鉀溶液褪色的氣體有二氧化硫、乙烯（C2H4）等據質量守恒定律可知反應前后元素種類不變，裝置C中高錳酸鉀溶液褪色，說明產物中還有還原性物質SO2 (3). T4℃時，硫酸亞鐵晶體完全分解后裝置A中固體呈紅色，加入足量稀鹽酸，固體全部溶解，得到黃色溶液，說明固體為氧化鐵，氧化鐵和鹽酸反應生成氯化鐵和水，反應化學方程式Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O (4). 由題中信息可知，硫酸亞鐵在高溫下分解生成氧化鐵、二氧化硫、水，反應方程式為：2FeSO4高溫Fe2O3+SO2↑+SO3↑ (5). 圖1裝置B中質量增加12.6g，說明生成水的質量為12.6g；最終固體為氧化鐵，所以氧化鐵的質量為8g；其中鐵元素的質量為 8g × =5.6g；鐵和水的質量關系可得：56:18x=5.6g ：12.6g ；x= 7；(6). FeSO4xH2O的化學式為：FeSO47H2O，F(xiàn)eSO47H2O 的質量為x，則x× =5.6g ,x=27.8 g (7). 實驗中選擇通入氮氣是利用氮氣的化學性質不活潑 ,防止鐵元素和空氣中的氧結合； (8). 反應完全后仍要持續(xù)通入氮氣，否則測出的x值會偏小。